(57)【要約】【課題】誘導加熱炉内における被加熱体の隅部に近接して発熱体が設置された誘導加熱装置において、発熱体の耐久性を向上させ、被加熱体の抜熱を抑制することができる誘導加熱装置を提供する。【解決手段】誘導加熱炉内における被加熱体の隅部に近接して発熱体が設置された誘導加熱装置であって、前記発熱体を保護管内に設置することにより、該発熱体を前記誘導加熱炉の炉内雰囲気から遮断することを特徴とする誘導加熱装置。好ましくは、前記保護管の略１／２が前記誘導加熱炉内の内壁に埋め込まれている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱炉内における被加熱体の隅部に近接して発熱体が設置された誘導加熱装置であって、
前記発熱体を保護管内に設置することにより、該発熱体を前記誘導加熱炉の炉内雰囲気から遮断することを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項２】
前記保護管の略１／２が前記誘導加熱炉内の内壁に埋め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
前記保護管の埋め込み長さ（Ｌ）が被加熱体の厚さ（Ｔ）の１倍以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
前記保護管としてＳｉＣを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
前記発熱体の出力を被加熱体と前記誘導加熱炉の内壁との距離（Δｌ）に応じて変更させる出力変更手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱炉内における被加熱体の隅部に近接して発熱体が設置された誘導加熱装置に関する。特に、被加熱体のサイズにより誘導加熱炉内の内壁と被加熱体の距離が変化する場合に適用される。
例えば、スラブ等の被加熱体を取り巻くように巻かれた誘導加熱コイルを有する誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スラブ等の被加熱体を取り巻くように巻かれた誘導加熱コイルを有する誘導加熱装置において、被加熱体からの抜熱を防止する方法に関しては従来から種々の提案がなされている。
例えば、実開昭61-39149号公報には、誘導加熱装置において被加熱体の隅部に近接して発熱体を配設せしめたことを特徴とする誘導加熱装置が開示されている。
しかし、実開昭61-39149号公報に記載された従来技術では、発熱体が長時間の使用で曲がってしまうため耐久性に問題があった。
また、発熱温度に対するスラブ抜熱が大き過ぎるため発熱効率が低いという問題があり、実機に採用することはできなかった。
【０００３】
また、特開平1-67888号公報には、誘導加熱装置において昇降自在な板状の耐火断熱材を有するものが開示されている。
さらに、特開平3-31422号公報には、誘導加熱装置においてスラブの両端部にコイル電流で誘導加熱できるＦｅ系素材による発熱保温板を近接させることを特徴とするものが開示されている。
しかし、この特開平1-67888号公報や特開平3-31422号公報に記載された従来技術は自己発熱タイプではなくスラブ抜熱を十分に抑制することは困難であった。
【特許文献１】実開昭61-39149号公報
【特許文献２】特開平1-67888号公報
【特許文献３】特開平3-31422号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、誘導加熱炉内における被加熱体の隅部に近接して発熱体が設置された誘導加熱装置において、発熱体の耐久性を向上させ、被加熱体の抜熱を抑制することができる誘導加熱装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果、発熱体に保護管を設け、この保護管を誘導加熱炉の内壁に埋め込むことによって、発熱体の耐久性を向上させ、被加熱体の抜熱を抑制することができる誘導加熱装置を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）誘導加熱炉内における被加熱体の隅部に近接して発熱体が設置された誘導加熱装置であって、
前記発熱体を保護管内に設置することにより、該発熱体を前記誘導加熱炉の炉内雰囲気から遮断することを特徴とする誘導加熱装置。
（２）前記保護管の略１／２が前記誘導加熱炉内の内壁に埋め込まれていることを特徴とする（１）に記載の誘導加熱装置。
（３）前記保護管の埋め込み長さ（Ｌ）が被加熱体の厚さ（Ｔ）の１倍以上であることを特徴とする（１）または（２）に記載の誘導加熱装置。
（４）前記保護管としてＳｉＣを用いることを特徴とする（１）乃至（３）に記載の誘導加熱装置。
（５）前記発熱体の出力を被加熱体と前記誘導加熱炉の内壁との距離（Δｌ）に応じて変更させる出力変更手段を有することを特徴とする（１）乃至（４）に記載の誘導加熱装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、発熱体に保護管を設け、この保護管を誘導加熱炉の内壁に埋め込むことによって、発熱体の耐久性を向上させ、被加熱体の抜熱を抑制することができる誘導加熱装置を提供することができる。
具体的には、誘導加熱装置において被加熱体を均一に加熱することができるうえ、発熱体の耐久性も向上し、被加熱体の抜熱も最小限に食い留めることができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
発明を実施するための最良の形態について、図１乃至図３を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の誘導加熱装置の実施形態を例示する図で、誘導加熱炉内の一内壁と被加熱体の位置関係を示したものである。
図１において、１は被加熱体、２は内壁を示す。
図１に示すように、スラブ等の被加熱体１は、誘導加熱炉の炉内に設置され、内壁２に埋め込まれた誘導加熱コイルによって加熱される。
本発明においては、誘導加熱炉内における被加熱体１の隅部に近接して発熱体が設置されており、この発熱体を保護管３の内部に設置することにより、該発熱体１を前記誘導加熱炉の炉内雰囲気から遮断することを特徴とする。
発熱体１が酸化性の炉内雰囲気にさらされると、発熱体１が腐食するため、発熱体１を保護管３の内部に設置し、該発熱体１を前記誘導加熱炉の炉内雰囲気から遮断することによって、発熱体１の腐食を防止することができる。
また、図１に示すように、保護管３の略１／２を誘導加熱炉内の内壁２に埋め込むことによって、発熱体が発生する熱量を被加熱体に優先的に投入することができるうえ、保護管３の温度変化による変形を防止して、保護管３の耐久性を著しく向上させることができる。
【０００８】
さらに、保護管３の埋め込み長さ（Ｌ）を被加熱体の厚さ（Ｔ）の１倍以上とすることによって、被加熱体１からの抜熱を著しく低減することができる。
本発明においては、保護管３の材質は問わないが、ＳｉＣを用いることによって、被加熱体の加熱毎の周期的温度昇降に起因する熱応力変形に耐えうる設備とすることができ、さらに耐久性を向上させることができる。
ここに、被加熱体１の隅部とは、被加熱体１の辺（エッジ）または角部をいう。
また、本発明における発熱体は、被加熱体の隅部を無酸化加熱できればよく、発熱体の種類は問わない。
なお、本発明は、被加熱体１の隅部と内壁２との距離（Δｌ）が被加熱体１のサイズ等により変化する場合特に有効である。従って、図１については、この他の内壁についても本位置関係を適用しても何ら差し支えない。また、被加熱体１の隅部と内壁２との距離（Δｌ）が余り変化しない辺については、通常の内壁のみでも構わない。
【０００９】
図２は、本発明の誘導加熱装置における発熱体の設置状況を示す詳細図であり、上段は縦断面図、下段は横断面図を示す。
図２において、２は内壁、３は保護管、４は熱電対、５は発熱体を示す。
図２に示すように、保護管３の直径Ｄの略１／２に相当するＲだけ内壁２に埋め込むことによって、保護管３に温度変化による曲げ応力がかかりにくくなるので保護管３の耐久性を著しく向上させることができる。
また、保護管３の内部に熱電対４を設けることによって、保護管３の内部の温度を検出し、これによって発熱体５の出力を調節することによって、被加熱体１の隅部と内壁２との距離（Δｌ）に応じて発熱体５の出力を変更させることができるので、発熱体５の発熱効率を向上させることができるうえ、被加熱体１からの抜熱を均一化させることができる。
図３は、被加熱体１の隅部と内壁２との距離（Δｌ）と被加熱体の中央部と端部との温度差の関係を示す図であり、横軸は被加熱体１の隅部と内壁２との距離（Δｌ）、縦軸は被加熱体の中央部と端部との温度差（℃）を示す。
図３に示すように、ヒーター（発熱体）を設置した場合は、ヒーター（発熱体）を設置しない場合に比べて被加熱体の中央部と端部との温度差（℃）を著しく低めることができる。
さらに、ヒーター（発熱体）の出力制御を行うことによって、被加熱体１の隅部と内壁２との距離（Δｌ）変化に依存せず、被加熱体の中央部と端部との温度差をほぼ一定に制御することができる。
【実施例】
【００１０】
図１および図２に示す本発明の誘導加熱装置にて被加熱体としてスラブを用い、そのスラブサイズを変更することにより、スラブを内壁との距離を0.5ｍとする加熱A と、スラブを内壁との距離を1.5ｍとする加熱Bの２つの条件にて1300℃に加熱した結果を表１に示す。
表１の耐久性の評価は発熱体の連続使用時間を基準として、×は1日、  △は1週間、○は1ヶ月、◎は1年以上であり、ΔTはスラブ中央部と隅部との温度差を示す。
No.1〜No.4は、発熱体の設置例であり、発熱体を設置しない比較例No.5と比べてスラブ中央部と隅部の温度差ΔＴが著しく低減している。
No.1〜No.3は、発熱体に保護管を設けた本発明例であり、保護管の略１/２を内壁に埋め込んだため、保護管を設けていない比較例であるNo.4に比べて耐久性が著しく向上している。
また、スラブサイズに応じて発熱体の出力変更を行ったNo.2およびNo.3においては、スラブ中央部と隅部との温度差ΔＴを著しく低減することができることが確認された。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の誘導加熱装置の実施形態を例示する図である。
【図２】本発明の誘導加熱装置における発熱体の設置状況を示す詳細図である。
【図３】被加熱体長と端部温度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  被加熱体
２  内壁
３  保護管
４  熱伝対
５  発熱体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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